令和7年度上期第三種電気主任技術者試験 機械（電気技術者試験センター）問13
機械
フィードバック制御系に関する問題
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一般のフィードバック制御系においては，制御系の安定性が要求され，制御系の特性を評価するものとして，［(ア)］特性と過渡特性がある。サーボ制御系では，目標値の変化に対する追従性が重要であり，過渡特性を評価するものとして，［(イ)］応答の遅れ時間，立上り時間，［(ウ)］などが用いられる。上記の記述中の空白箇所(ア)～(ウ)に当てはまる組合せとして，正しいものを次の(1)～(5)のうちから一つ選べ。
| (ア) | (イ) | (ウ) | |
|---|---|---|---|
| (1) | 定常 | ステップ | 定常偏差 |
| (2) | 追従 | ステップ | 定常偏差 |
| (3) | 定常 | ステップ | 行過ぎ量 |
| (4) | 追従 | インパルス | 行過ぎ量 |
| (5) | 定常 | インパルス | 定常偏差 |
- 1(ア) 定常 (イ) ステップ (ウ) 定常偏差
- 2(ア) 追従 (イ) ステップ (ウ) 定常偏差
- 3(ア) 定常 (イ) ステップ (ウ) 行過ぎ量
- 4(ア) 追従 (イ) インパルス (ウ) 行過ぎ量
- 5(ア) 定常 (イ) インパルス (ウ) 定常偏差
答えと解説
✓ これが正解3(ア) 定常 (イ) ステップ (ウ) 行過ぎ量
解説
定常・ステップ・行過ぎ量の組合せです。
フィードバック制御系の特性は、十分に時間がたって落ち着いた後の性質を表す定常特性と、目標値が変わってから落ち着くまでの途中の動きを表す過渡特性に分けて評価します。(ア)は定常です。定常特性の代表的な指標が、落ち着いた後に残る目標値とのずれである定常偏差です。
過渡特性は、入力を一定の値へ階段状に変えたときの出力の変化（ステップ応答）で評価するのが一般的なので、(イ)はステップです。ステップ応答から読み取る指標には、出力が最終値の半分に達するまでの時間である遅れ時間、出力が最終値の近く（一般に10 ％から90 ％）まで上がるのにかかる時間である立上り時間、出力が最終値を超えて行き過ぎる大きさを表す行過ぎ量、最終値の近くに収まるまでの整定時間などがあります。(ウ)は行過ぎ量です。
以上から、定常・ステップ・行過ぎ量の組合せです。定常偏差は定常特性、行過ぎ量や立上り時間は過渡特性、と指標の属する側を分けて覚えると見分けられます。サーボ制御系のように目標値への追従が大切な系では、特に過渡特性が重視されます。
ほかの選択肢の解説
- 1…定常偏差：(ウ)を定常偏差としている点が誤りです。定常偏差は応答が落ち着いた後に残るずれで、(ア)の側の定常特性を表す指標です。遅れ時間や立上り時間と並ぶ過渡特性の指標は行過ぎ量です。
- 2(ア) 追従 (イ) ステップ (ウ) 定常偏差：(ア)を追従、(ウ)を定常偏差としている点が誤りです。過渡特性と対になって制御系を評価するのは定常特性で、定常偏差はその定常特性に属する指標なので、過渡特性の例には入りません。
- 4(ア) 追従 (イ) インパルス (ウ) 行過ぎ量：(ア)を追従、(イ)をインパルスとしている点が誤りです。遅れ時間や立上り時間は入力を階段状に変えたステップ応答で定める指標で、ごく短い衝撃を加えるインパルス応答から読むものではありません。
- 5(ア) 定常 (イ) インパルス (ウ) 定常偏差：(イ)をインパルス、(ウ)を定常偏差としている点が誤りです。過渡特性はステップ応答の遅れ時間・立上り時間・行過ぎ量などで評価し、定常偏差は落ち着いた後の性質なので過渡特性の指標ではありません。
出典：令和7年度上期第三種電気主任技術者試験 機械 問13（電気技術者試験センター）。1問ずつ解ける形に加工しています（B問題の共通の文と図を小問ごとに複写・図と式を問題冊子から切り出して画像で掲載・1行で書ける式を字に書き直し）。解説は当サイト独自のもので、電気技術者試験センターとは関係ありません。
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